◎孫軍
例1(2010年江蘇高考T5).空間有一沿x軸對稱分布的電廠,其電廠強度E隨X變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是:
(A)O點的電勢最低
(B)x2點的電勢最高
(C)x1和 -x1兩點的電勢相等
(D)x1和x3兩點的電勢相等
【答案】C
【解析】本題解析中應從如下方面入手:第一,明確坐標軸的物理意義:本題中所呈現(xiàn)的是電場強度E隨x變化的規(guī)律。第二,將選項中的各項內容與圖像給出的信息比對,找到關聯(lián)項。在明確電勢高低與電場方向、電勢差與圖像面積兩者之間的關系后。很容易弄清:答案A和B重在描述電勢高低。而我們都知道,沿電場線方向的電勢降落速度最快。因此,沿x軸對稱分布的電場,由圖可知其電場線是以O為原點,分別指向政府方向的,沿電場線電勢降落,且速度最快,因此,O點電勢最高。有了上述判斷,選項A和B即可排除,而C、D選項則考察的是利用電勢差對兩點間電勢進行比較。而根據公式U=Ed,電場強度是變量,可用E-x圖像面積表示,由此可判定選項C為正確答案。經計算可知,兩點電場強度一樣,電勢不同,因此,選項D為錯誤答案。故選C。
例2空間某一靜電場的電勢ф在x軸上分布,x軸上的B、C兩點電場的強度在方向上的分量為EBK、ECX,下列說法中正確的有:
(A)EBK的大小大于 ECX的大小
(B)EBK的方向沿軸的正方向
(C)電荷在點受到的電場力在方向上的分量最大
(D)負電荷沿x軸從B移到C的過程中,電場力先做正功,后做負功答案AD
【解析】本題所考察的也是學生對相關物理概念和解題公式的運用能力,所以,解題思路基本同前題,首先要明確圖像中坐標軸的物理意義,根據題目中的已知信息和圖例可以判定該題描述的是電勢φ在x軸上的分布規(guī)律。然后再根據觀察其變化趨勢,進而通過圖像變化規(guī)律來找到與題目中給出的已知內容和各備選答案間的聯(lián)系。最后進行解題。由于圖像的斜率是場強大小的直反應,可判斷:EBK的大小大于ECX的大小是對的,因此,A正確。而O點所代表的場強為零,也就意味著電荷在該點位受到的電場力是最小的,因此可判定選項C是錯誤的,可排除。前面已經提到,由于沿電場方向,通常電勢會逐漸減弱,而EBK位于O點左側,是沿x軸負方向的;而ECX的位于O點右側,是沿x軸正方向的,由此可判定選項B是不正確的。另根據已學相關公式W=qU,可得,選項D也是正確的。故本題應選答案AD兩個選項。
經過上述實際例題的分析可知,圖像法作為解決物理問題的一種主要方式,我們必須了解解題思路和方法。首先,要對圖像變量的物理意義有準確的理解。其次,將各個選項的備選內容與題目中圖像所傳遞信息進行梳理,找出相應的關聯(lián)信息。最后,再根據物理規(guī)律確定與其適用的變量間的函數關系式,并通過對不同物理量間關系的進一步理順,根據圖像中所給出的截距、斜率和面積等相關信息,解決物理圖像相關問題。在日常教學實踐中,教師還應多搜集相關的題目讓學生勤學勤練,以培養(yǎng)其在物理圖像問題解析過程中分析問題、解決問題的能力,使高中物理圖像問題迎刃而解。對于高中物理教師而言,上述解題方法的應用,有助于提升教學效率。
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